گریدهای ورق استیل مورد استفاده در صنعت هوانوردی و هوافضا

گریدهای ورق استیل مورد استفاده در صنعت هوانوردی و هوافضا

• بازدید:41
• کامنت:0
• سه شنبه, 04 اردیبهشت 1403

مقدمه:

احتمال مرگ بر اثر خفگی در غذا تقریباً سه برابر بیشتر از سقوط هواپیما است. در واقع، احتمال مرگ انسان ها در یک تصادف رانندگی 11 برابر بیشتر از سرنوشت آنها در یک فاجعه هوایی است. بخشی از دلیل این واقعیت ها الزامات ایمنی سختگیرانه صنعت ساخت قطعات هوافضا است.
هنگام ایجاد قطعات برای کاربردهای هوافضا باید ملاحظات زیادی مانند شکل، وزن و دوام یک قطعه مورد توجه قرار گیرد. همه این عوامل می توانند بر ارزش پرواز هواپیما تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، اگر یک هواپیما خیلی سنگین باشد، برای بلند شدن و حفظ ارتفاع به نیروی رانش بیشتر و افزایش مصرف سوخت نیاز خواهد داشت. از سوی دیگر، اگر بدنه هواپیما خیلی ضعیف باشد، ممکن است در اواسط پرواز از کار بیفتد و جان سرنشینان را به خطر بیندازد.
برای سال‌ها، ماده مورد استفاده برای کاربردهای هوافضا، آلومینیوم بود. با این حال، در سال های اخیر، سازندگان هوافضا شروع به بررسی جایگزین هایی برای آلومینیوم کرده اند که یکی از آنها ورق استیل با گرید هوافضایی است.

ورق استیل در مقابل آلومینیوم برای کاربردهای هوافضا:

آلومینیوم به دلیل ترکیبی از استحکام کششی بالا، وزن نسبتاً سبک در هر سانتی متر مکعب (تقریباً 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب) و قابلیت ماشینکاری آسان علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی قوی، از دیرباز به عنوان ماده موجود برای ساخت اجزای هواپیما مورد توجه بوده است. آلومینیوم خالص نیز در مقایسه با بسیاری از آلیاژها هزینه نسبتاً پایینی دارد.
استحکام کششی نهایی (UTS) آلومینیوم می تواند بر اساس مواد آلیاژ شده با آن متفاوت باشد. با این حال، آلومینیوم 6061-T6 که بیش از 95٪ آلومینیوم خالص است، طبق ASM دارای UTS 310 MPa است. آلومینیوم اغلب به دلیل داشتن استحکام بالا در مقایسه با فولاد ساده در دماهای پایین مورد توجه قرار می گیرد.
هنگام مقایسه با ورق استیل هوافضا، مهم است که آلیاژ فولاد را مشخص کنید. این به این دلیل است که فرمول های مختلفی از ورق استیل وجود دارد که هر کدام ویژگی های منحصر به فرد خود را دارند. به عنوان مثال، ورق استیل درجه 304 استحکام کششی نهایی بالاتری نسبت به آلومینیوم دارد اما وزن آن 8 گرم بر سانتی متر مکعب است که تقریباً سه برابر وزن آلومینیوم است. علاوه بر این، ورق استیل 304 برای کاربردهای هوافضا به لطف لایه اکسید محافظ خود که از اکسیداسیون جلوگیری می کند، در برابر خوردگی بسیار مقاوم است.

نحوه استفاده از ورق استیل برای کاربردهای هوافضا:

کاربردهای خاصی وجود دارد که ورق استیل درجه هوافضا ممکن است از نظر عملکرد از آلومینیوم پیشی بگیرد. برخی از نمونه ها عبارتند از:
موتور و اجزای اگزوز: مقاومت در برابر خوردگی و تحمل دمای بالاتر اجزای هوافضای ورق استیل می تواند به عمر مفید و عملکرد بهتر منجر شود.
اجزای ارابه فرود: استحکام کششی بالا و مدول برشی ورق استیل آن را برای جذب تنش های ضربه ای که تجهیزات ارابه فرود باید تحمل کنند بسیار مناسب تر می کند.
ساخت، نگهداری و بهره برداری هواپیما و فرودگاه توسط بخش های تجاری انجام می شود. از آنجایی که ورق استیل تطبیق پذیری خوبی با اتمسفرهای مختلف را ارائه می دهد، می تواند توسط هر قطعه فلزی هواپیما استفاده شود، اما توجه به آلومینیوم به دلیل مقرون به صرفه بودن و عوامل سبک وزن آن بسیار بیشتر است.
ورق استیل بیشتر برای هواپیماهایی که نیاز به استحکام سنگین‌تری دارند یا در مناطق خاصی که فلزات در اثر خوردگی آسیب می‌بینند مانند مخازن سوخت، جعبه‌های باتری، پره‌های سیلندر و بسیاری از مناطق دقیق دیگر که نیاز به بازرسی کامل دارند، استفاده می‌شود.
در صنایع هوایی، ورق استیل بیشتر به عنوان اجزای ساختاری کلیدی مانند محرک ها، اتصال دهنده ها و اجزای ارابه فرود استفاده می شود. کار اصلی این عناصر نگه داشتن هواپیما در کنار هم است که عمدتاً در ارابه فرود، بال ها، موتورها و کابین خلبان یافت می شود.

گریدهای ورق استیل مورد استفاده در صنعت هوانوردی و هوافضا:

استفاده از ورق استیل 304 در هواپیما:

وقتی در مورد وزن سنگین ورق استیل صحبت می شود، ممکن است آنرا به عنوان انتخاب دوم برای استفاده در هوافضا درنظر بگیریم. در حالی که واقعیت امر این است که آلیاژهای ورق استیل نیز مقاومت کششی، مدول برشی و نقطه ذوب بالاتری نسبت به آلومینیوم دارند.
ورق استیل 304 به دلیل جوش‌کاری آسان، شکل‌پذیری، ماشین‌کاری و درجه بالایی از مقاومت در برابر خوردگی، بخش عظیمی از ساخت قطعات هواپیما را احاطه کرده است.

استفاده از ورق استیل  321 در هواپیما:

گرید 321 یک گرید ایده آل و اثبات شده است که به راحتی می تواند دماهای 800 تا 1500 درجه فارنهایت را تحمل کند و در برابر اکسیداسیون تا 1500 درجه فارنهایت مقاومت کند، حتی در چنین دماهای بالایی نیز گرید 321 نشان دهنده ماشینکاری و مقاومت عالی آن بدون ایجاد تغییر ساختاری است. اجزای هواپیما مانند موتورها، منیفولدهای اگزوز، قطعات موتور جت، مجرای اگزوز و فلنج ها با چنین ویژگی های فیزیکی و همچنین دوام آن، از مزایای استثنایی برخوردار می شوند.

استفاده از ورق استیل 316 در هواپیما:

ورق استیل 316 یک فولاد ضد زنگ معتبر با افزودن عنصر شیمیایی مولیبدن است که مقاومت در برابر خوردگی و کارایی آن را حتی در دماهای بالا و اختلاف در برابر اسیدهای سولفوره و فسفریک افزایش می دهد. ورق استیل 316 یک گرید قدرتمند است و همچنین برای صنعت هوافضا بسیار سودمند می باشد.

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی